Особенности роста и развития растений и животных. Особенности развития растений

6.3. Особенности развития растений

Внимательное отношение к характеру развития и роста куль­тивируемых растений может дать очень интересные и полезные для совершенствования технологии их выращивания материалы. Так, наблюдение И.П.Ковтуненко за характером роста липы в посевном отделении питомника г. Нальчика позволило изменить режим пересадок и сроки выращивания липы в питомнике. Метод этот предполагает выращивать липу в посевном отделении до 6 лет, без пересадки, в густом стоянии. В течение этого времени сеянцы 3 — 6 лет, имеющие ровные стволики диаметром 2 см на высоте 1,3 м, постепенно выбираются и высаживаются в школу. Из таких школ саженцы как стандартные полностью реализуются через 2 — 3 года. Таким образом, для наиболее сильных экземпля­ров медленнорастущих пород срок выращивания до стандартов становится равным 6 годам вместо 10 дет по классической схеме, для наиболее же слабых он остается равен 9 годам. Этот метод, безусловно прогрессивный, в районах с менее благоприятными природными условиями распространения не получил, так как он не дает такого эффекта, как в условиях г. Нальчика.

Можно привести еще пример положительного сочетания осо­бенностей растений и климатических условий. Так, выращивание дуба из семян в более благоприятном климате позволяет получить более быстрорастущие сеянцы и саженцы и уже на 2—3-й год получать годовой прирост, превышающий 1 м в высоту. Это ускоря­ет формирование саженцев и сокращает сроки выращивания в школах.

На развитие и рост растений влияет и размещение растений в школах, и изучение этого элемента технологии обязательно в прак­тической работе питомников. Такое влияние ярко выявилось на эта­пе, когда в питомниках стали внедрять так называемые смешанные школы, где ряды деревьев чередуются с одним, двумя или тремя рядами кустарников, которые называются уплотнителями. В таких школах за одну ротацию деревьев кустарники сменяются дважды.

Совмещенные посадки позволяют в I и II школах максимально механизировать культивацию почвы, внесение подкормок и борьбу с вредителями, но они имеют и ряд недостатков.

Так, при редких посадках в I и II школах с введением уплотни­телей обеспечиваются хорошие условия освещения для деревьев, т. е. создаются предпосылки для развития низкорослых саженцев с толстым и коротким штамбом и густой кроной. Срок выращива­ния саженцев до стандартной высоты возрастает в таких школах на 1 — 2 года. Большая освещенность вызывает активное образова­ние побегов на самом штамбе, что требует дополнительных работ по их пинцировке или вырезке. Побеги же утолщения развиваются сильнее и требуют более частой вырезки и смены, так как очень быстро достигают предельной толщины по диаметру — 2 см.

Кроме этого, при совмещенном выращивании деревьев и кус­тарников кустарники часто угнетаются из-за недостатка света. Особенно это наблюдается при выращивании кустарников с де­ревьями с густой плотной кроной (вяз, платан, липа). Угнетение кустарников в таких схемах чаще всего приводит к дополнитель­ным работам по формированию кустарников (обрезке), удлине­нию сроков их выращивания, и реже — к гибели светолюбивых кустарников. Кроме того, широкозахватные культивационные аг­регаты очень сильно повреждают стволы. Все эти особенности раз­вития деревьев и кустарников в смешанных школах приводят к двум главным тенденциям, которые сейчас наблюдаются в прак­тике выращивания древесных пород для озеленения.

I. Возврат к «чистым» древесным и кустарниковым школам. Для этого создаются новые схемы посадки, которые позволяют при­менять механизацию в школах при уходе. В этих школах применя­ют мотороботы и другие специализированные механизмы. Разме­щение растений — 0,9 х 1,7 м. Чистые школы требуют создания специальной техники для древесных декоративных питомников.

П. Применение смешанных школ, но с сокращенными до 2 — 2,4 м междурядьями, занятыми кустарником. При такой посадке, обеспеченной современными средствами механизации, сочетание деревьев и кустарников должно вестись с учетом развитости дере­вьев и светолюбия кустарников.

studfiles.net

Особенности роста и развития растений Автотрофия

Описание презентации Особенности роста и развития растений Автотрофия по слайдам

Что важно для ауксиновой активности и пути формирования активной ИУК

Обратимая инактивация ауксинов (образование конъюгатов) и их катаболизм а/ декарбоксилирующий — за счет работы пероксидазы, б/ без декарбоксилирования гликозилирование. Значительная часть ауксинов образует неактивные конъюгаты, которые хранятся в запасающих органах и семенах Низкомолекулярные конъюгаты: с глюкозой, инозитолом, кислотами Высокомолекулярные: с глюканами (7– 50 остатков glu ) с пептидами, с гликопротеинами Катаболизм:

Полярный транспорт ауксинов 1. Вход ауксинов клетку – два механизма: • Пассивная диффузия в протонированной форме ( IAAH ) через любую фосфолипидную мембрану. • Вторично активный транспорт в анионной диссоциированной форме IAA — — 2 H + -симпортер. AUX 1 — переносчик ауксина в клетку путем симпорта с протоном Похож на бактериальный переносчик аминокислот. Обнаружен в проводящих тканях листа и корневом апексе. AUX 1 в корне: колумелла, корневой чехлик и стела. . Направление транспорта ауксинов 2. В клеточной стенке – кислый р. Н за счет работы Н + -АТФ-зы, Преобладает протонированная форма ( IAAH ) В цитозоле — нейтральный или слабощелочной р. Н. Преобладает диссоциированная анионная форма IAA — 3. Выход ауксинов из клетки в виде IAA — за счет специальных транспортеров, которые концентрируются в базальной части клетки

Полярный транспорт ауксинов Выход ауксинов из клетки В цитозоле р. Н 7, 2, ауксин в диссоциированной форме, поэтому он концентрируется в клетке (так как IAA — плохо проходит через мембрану). Выход – семейство переносчиков PIN (название от pin — shaped inflorescences – булавковидное соцветие, по мутанту PIN 1) Они располагаются как и предсказано – по линии транспорта ауксинов. Разные белки – в разных тканях. Работа PIN связана с другими белками – регуляторными и транспортными. В частности, АТФ-зависимые переносчики, принадлежащие к семейству MDR / PGR белков ( multidrug resistance / P — glycoprotein — PGPs ) -. Это интегральные белки –анионные транспортеры. У арабидопсиса – 21, у риса – 17 PGP. Три PGPs – это транспортеры ауксина. PIN и PGPs действуют синергично. ИУК, формирующийся в листьях, транспортируется также неполярно по флоэме. При этом скорость транспорта выше, чем полярного. Загрузка и разгрузка – переносчиками. При этом неполярный транспорт видимо важен для камбиального деления клеток, формирования каллозы в ситовидных трубках и формирования боковых корней. Он может вносить значительный вклад в поступление ауксина в корни. PIN 1 – вертикальный транспорт ИУК от побега к корню PIN 3 – возврат ауксина в сосудистую паренхиму

Полярный транспорт ауксинов NPA – нафтилфталамовая кислота, ингибитор транспорта ауксинов Транспорт ауксинов ингибируют и природные соединения – флавоноиды (кверцитин, кемпферол), изофлавоноиды (генистеин). Механизм – возможно, за счет ингибирования гидролиза АТФ, и/или ингибирования процесса фосфорилирования

Содержание свободной ИУК в контрольном и трансгенном растении табака Трансгенное растение с двумя бактериальными генами, кодирующими ферменты IAM-пути синтеза ИУК – Trp -монооксигеназы и IAM -гидролазы. Контрольное растение

Распределение ауксинов при фототропизме и гравитропизме. Основа действия — изменения латерального транспорта ауксинов Ч. Дарвин. «О способностях растений к движению» . 1880 г.

«Клеточки памяти» для ауксинов [ С ]

Цитокинины и их биосинтез В отличие от ауксинов, среди цитокининов нет «наиглавнейшего» . В рамочках – синтетические соединения с цитокининовой активностью. 6 -BAP — ? In vivo присутствуют и рибозиды и риботиды. Но активная форма – «свободное» основание… ?

Цитокинины найдены в т-РНК. Зачем?

Филогенетическое древо изопентенилтрансфераз • Гены At. IPT 1, 3 -8 арабидопсиса и их гомологи у всех растений – семейство DMAPP: : ATP/ADP IPT • Гены At. IPT 2 и 9 и их гомологи у растений и животных семейство Т -РНК- IPT • Гены IPT/TMR Agrobacterium tumefaciens и их гомологи у бактерий DMAPP: : AMP IPT

Тканеспецифичность экспрессии некоторых генов At. IPT 7 – эндодерма зоны элонгации корня At. IPT 1 – предшественники ксилемы в прокамбии At. IPT 3 – флоэма, молодые сосуды и перицикл. At. IPT 5 – кончик корня и зачатки боковых корнейв корне

Конъюгаты цитокининов

1. Ксилемный транспорт. Основная транспортная форма — зеатин-рибозид. Транспорт от корня к стеблю. 2. Флоэмный транспорт. Свободные цитокинины и гликозиды. В обоих направлениях. 1. ZR, (также ZMP, Z, i. PMP, i. PA , i. P )2. Z, IP, ZOG Транспорт цитокининов A. Транспорт между органами растения : Б. Транспорт между клетками: 1. Белки PUP свободные цитокинины (Z, IP) 2. Белки ENT цитокинин-нуклеозиды (ZR, IPR)PUP ENT

Межклеточные переносчики свободных цитокининов – белки PUP 1 и PUP 2 • Относятся к семейству пуринпермеаз – осуществляют также транспорт аденина • Гены At. PUP 1 и At. PUP 2 различаются по пространственному характеру экспрессии, имеют разные функции PUP 1: : GUS PUP 2: : GUS обмен цитокининами между проводящей системой и окружающими тканямипредотвращение потери цитокининов через гидатоды при гуттации

Межклеточные переносчики цитокинин-нуклеозидов (IP-R и Z-R) – белки ENT ( Equilibrative Nucleoside Transporters) – транспорт ЦК-нуклеотидов Экспрессия генов At. ENT арабидопсиса и Os. ENT риса наблюдается в сосудистых пучках стебля и корня, эндосперме прорастающих семян Os. ENT 2: : GUS

ПАМ: 1. ENT транспортируют ЦК-нуклеотиды из сосудов 2. LOG активируют ЦК 3. PUP 2 транспортируют свободные ЦК в сосуды и флоэму Корень : 1. IPT синтезируют ЦК-нуклеотиды 2. ENT транспортируют их в сосуды. Лист: 1. PUP 1 транспортируют ЦК из гидатод в окружающие ткани. IPT LOG ENT PUP 2 PUP

«Клеточки памяти» для цитокининов

Количество известных гиббереллинов превышает сотню (136 штук…) Ent — гиббереллан: С 6 — С 5 -С 6 -С 5 Две группы GAs : С 20 и С 19. C 19 обычно имеют лактонное кольцо от С 4 к С 10 Активные С 19 GAs содержат лактонное кольцо, карбоксил у С 6 и β — гидроксил у С 3 С 2 -гидроксил снимает активность…

Синтез гиббереллинов распределен между тремя компартментами клетки Три стадии образования гиббереллинов : 1. Пластиды. Образование энт-каурена из изопентенилдифосфата по MEP -пути. 2. Оболочка пластид и ЭР. Образование GA 12 из эет-каурена. каурен-оксидаза, оксидаза кауреновой кислоты. NB — формирование гибберелланового скелета. 3. Цитозоль. Формирование активных GAs. Два варианта. Для большинства растений – гидроксилирование по С 13. Для некоторых (в том числе арабидопсиса) гидроксилирования не происходит. NB — окисление С 20 и его удаление – образование GA 19 . Формирование активных G А s (GA 4 , GA 1 ).

Варианты конъюгатов и пути катаболизма гиббереллинов различны

Синтез гиббереллинов происходит в разных органах и в разное время ( GA 1 — промотор фермента копалил-дифосфатсинтазы CPS , циклизующего GGPP + GUS)

Гиббереллины индуцируют синтез гидролаз при прорастании…

«Клеточки памяти» для гиббереллинов

Абсцизовая кислота – АБК В растениях присутствуют S- формы АБК У печеночных мхов функцию АБК , возможно , выполняет стильбен – лунулариевая кислота

Синтез абсцизовой кислоты и ее «работа» . Синтез имеет ритмичност ь – ночью может быть в 50 – 60 раз больше, чем днем

Биосинтез АБК Основные ферменты: 1. Зеаксантин-эпоксидазы (ZEP) — синтез виолоксантина из зеаксантина 2. Ликопин-циклазы -b ( LCYB, NSY ) – синтез неоксантина из виолоксантина 3. N -цис-эпоксикаротеноид-диок сигеназы (NCED) – синтез ксантоксина из цис-неоксантина 4. АБК-альдегидоксидазы ( АВА 2, ААО 3 ) – синтез АБК из ксантоксина через АБК-альдегидв пластидах в цитозоле

Метаболизм АБК

«Клеточки памяти» для АБК

Этилен – газообразный гормон растений… Синтез этилена, его деградация и его «работа» CH 2 = CH 2 этилен CH 2 – CH 2 окись этилена O CH 2 – CH 2 этиленгликоль Ι Ι OH OH

Уровень этилена в тканях регулируется через стабильность АСС-синтазы ( ACS белков) А – Деградация ACS белков с помощью 26 S -протеасомы. Начинается с присоединения убиквитин-лигазного комплекса ЕТО 1 — CUL 3 к С-концевой последовательности ACS. Мутации по С-концу ACS ( eto 2, 3 ) дают стабильный ACS белок В – стабилизация ACS белков путем фосфорилирования по консервативным остаткам серина: с помощью Са 2+ -зависимых киназ CDPK (все ACS) и MAP КК киназы МРК 6 (ACS 2 и 6 ).

Эффекты этилена А. «Тройной ответ» у 6 -дневных проростков гороха, обработанных 10 ppm этилена В. Эпинастии у томатов С. «Старение» цветков ( STS – тиосульфат серебра, ингибитор действия этилена) D. Формирование корневых волосков у 2 -дневных проростков салата-латука, обработанных 10 ppm этилена

«Клеточки памяти» для этилена

Структура и действие брассиностероидов ( брассинолидов) • Карликовость • Образование ксилемы • Мужская фертильность • Удлинение клеток за счет активации ХЕТ • Деление клеток — транскрипция Cyc. D 3 Мутанты по синтезу и рецепции брассинолидов

Структура брассиностероидов Вариации боковой цепи Вариации в кольце А Вариации в кольце В

Синтез брассиностероидов Существуют альтернативные пути синтеза – «позднее» и «раннее» окисление по С 6…

Метаболизм эпи-брассинолида

Действие брассинолидов • Усиливают растяжение проростков, но медленнее ауксинов (начало через 30 минут, длительность 1, 5 – 2 часа, для ауксинов – 10 мин. и 30 -45 мин). Синергизм действия с ауксинами. . • На молекулярном уровне эффект обусловлен активацией генов ксилоглюкан-эндотрансгликозилаз (Кс. ЭТ). Если ауксины запускают процесс растяжения, то брассиностероиды важны для его длительного поддержания. • Частичная и полная мужская стерильность при недостаточности брассиностероидов. У многих растений, мутантных по генам биосинтеза брассиностероидов, тычиночные нити не достигают нужной длины, достаточной для самоопыления. Но даже в том случае, когда пыльцевые зерна попадают на поверхность рыльца, рост пыльцевой трубки существенно замедлен. • Брассиностероиды взаимодействуют не только с ауксинами, но и с гиббереллинами, усиливая растяжение клеток. • Обсуждают участие брассиностероидов при передаче световых сигналов и «переговоры» путей фоторецепции и брассиностероидов. • Брассиностероиды регулируют процессы клеточной дифференцировки. У мутантов bri 1 нарушено формирование столбчатого мезофилла. Кроме того, уменьшено количество проводящих элементов ксилемы. Брассинолиды регулируют вторичный запуск синтеза ФАЛ и ГКК с дальнейшей сильной лигнификацией и программированной гибелью клеток. • Действие на корневую систему брассиностероидов и ауксинов противоположно: если ауксины стимулируют образование боковых корней, то брассиностероиды ингибируют их образование. • В больших дозах брасииностероиды сдерживают рост и повышают устойчивость к неблагоприятным внешним факторам (перегреву, заморозкам, засухе, инфекции).

«Клеточки памяти» для брассинолидов

Структура и метаболизм жасмонатов

Синтез жасмонатов «Запасной» OPDA в мембранах хлоропластов – до 90% от всего О PD А. OPDA – 12 -оксо-фитодиенова я кислота LOX – липоксигеназа AOS – аллен-оксид синтаза АОС – аллен-оксид циклаза OPR – OPDA -редуктаза

«Клеточки памяти» для жасмонатов

Салициловая кислота – «кандидат» в фитогормоны? СА регулирует термогенез у ароидных лилий СА антогонист этилена – блокирует превращение АСС в этилен СА участвует (запускает? ) в защитных реакциях растений от вирусов и патогенов – участие в системной устойчивости. На рисунке – активация синтеза СА у ВТМ-инфицированных устойчивых растений табака. Перечеркнутые стрелки – эти пути синтеза не задействованы в резком повышении СА при инфекции.

Взаимодействие гормонов Историческая картинка Фольке Скуга…

Взаимодействие гормонов А. Флуоресценция репортерного гена ауксина DR 5: : GFP до- и после обработки предшественником этилена — ACC В, С — взаимодействие этилена, брассинстероидов и ауксинов (АСС, EBR, PIN)

Схема гормонального регулирования онтогенеза клетки

present5.com

Особенности роста и развития растений и животных — КиберПедия

Процессам роста и развития присущи определенные физические ограничения, удерживающие увеличение размеров и изменения формы в известных пределах. С увеличением линейных размеров вдвое площадь поверхности увеличивается в 4 раза, а объем в 8 раз. Это имеет важнейшее значение для таких параметров, как регуляция температуры и прочность структуры, необходимой для поддержания возрастающей массы организма. Хотя клетки бывают самых разных размеров – от крошечного сперматозоида до огромного яйца страуса – их размеры, тем не менее, ограничиваются теми расстояниями, которые могут быстро преодолеть питательные вещества и продукты распада, диффундируя в цитоплазме. Некоторые из самых крупных клеток нашего тела – нервные и мышечные – справляются с этими ограничениями, сочетая увеличение длины с сильным сокращением диаметра.

В семенах растений имеется эндосперм, снабжающий зародыш питательными веществами подобно тому, как желток обеспечивает питание развивающемуся зародышу животных. Семена сосудистых растений при прорастании образуют корни и побеги. Несмотря на значительные различия между корнями и побегами, у них много общего. И те и другие многократно ветвятся, а их растущие кончики, состоящие из недифференцированных клеток, образуют конусы нарастания (верхушечные меристемы). Многократные митотические деления в конусе нарастания постоянно поставляют новые клетки, обеспечивающие рост в длину. Непосредственно за этой зоной пролиферации находятся зоны дифференцировки и растяжения; здесь новообразованные клетки превращаются в специализированные клетки ксилемы и флоэмы – проводящих тканей растения. В процессе дифференцировки эти клетки сильно растягиваются в длину, что обеспечивает очень быстрый рост побегов (например, у бамбука). Между ксилемой и флоэмой расположен слой камбиальных клеток, за счет которых происходит утолщение стеблей и корней [8, с. 3].

Приведенное выше описание относится, в основном, к деревьям и кустарникам. В отличие от них, у многих травянистых растений зона нарастания листьев находится у основания, а не на верхушке. Листья растут у них снизу, и именно поэтому газон приходится подстригать многократно. Деревья и живые изгороди тоже подстригают, чтобы придать им определенную форму, однако при этом их зоны нарастания срезаются. В результате после обрезки ветвей кусты и деревья растут гуще, потому что при повреждении верхушки побега меристемы, отдаленные от его кончика, принимают на себя функции утраченной части. До удаления верхушечной меристемы [Приложение 1], оказывавшей на них тормозящее воздействие, эти латеральные меристемы пребывали в латентном состоянии; освободившись от торможения, они дают начало боковым ветвям. Это явление иллюстрирует механизм, регулирующий рост растения. Верхушечная меристема вырабатывает гормональные вещества (ауксины), которые, перемещаясь вниз по стеблю, тормозят рост других меристем. Ауксины определяют также тропизмы растений, например, тенденцию расти в сторону источника света. Инактивируясь [Приложение 1] на освещенной стороне стебля, они стимулируют удлинение стебля на теневой стороне, заставляя его склоняться в направлении к источнику света.

От количества света зависят также сроки вегетации: каждый вид растений начинает и заканчивает рост, цветет и производит семена в определенное время года. В умеренных широтах жизненные циклы растений приспособлены к колебаниям температуры и к удлинению или укорочению светового дня. Некоторым видам для цветения необходим длинный, а другим короткий день. Там, где колебания температуры и длины светового дня минимальны, прежде всего, в тропиках, в координации жизненных циклов растений может участвовать чередование периодов дождей и засухи.

Однолетние растения запрограммированы на прекращение роста и отмирание в первый (и единственный) год своей жизни, а продолжение существования вида обеспечивается семенами. В отличие от них многолетние растения, в частности деревья, обладают способностью к потенциально неограниченному росту. За счет верхушечных меристем всех побегов объем тканей ежегодно увеличивается, а за счет камбия происходит рост ствола в толщину и повышается его прочность. Способность деревьев расти до тех пор, пока они живут, а жить до тех пор, пока они растут, демонстрирует пример секвойи с ее гигантскими размерами и потенциальным бессмертием.

В отличие от растений, рост которых происходит путем удлинения и разрастания в стороны, большинство развивающихся животных растут за счет увеличения размеров каждого органа или ткани. Головной мозг растет вначале быстро, но по мере того, как его клетки прекращают деление и только увеличиваются в размерах, его рост замедляется. Рост и развитие половых органов происходит в основном в период полового созревания. Хотя каждый орган следует своему собственному «расписанию», существует также механизм общего контроля, регулирующий конечные размеры тела животного. У позвоночных эту роль выполняет в основном гормон роста, вырабатываемый гипофизом. Под действием гормона роста происходит в первую очередь удлинение костей, каждая из которых прекращает рост в длину на определенной стадии развития. Связанные с костями ткани (мышцы, нервы, кровеносные сосуды, кожа) перестают расти, когда кривая роста животного достигает плато [12, с. 17].

Описанный механизм роста свойствен животным с детерминированным, или ограниченным, ростом, в первую очередь – наземным животным: их размеры не могут перейти некий предел, за которым утрачивается способность поддерживать массу тела. У многих водных животных, напротив, рост продолжается неопределенно долго даже после наступления половой зрелости, и они достигают очень крупных размеров. Это объясняется тем, что в водной среде животные находятся как бы в состоянии невесомости и им не приходится поддерживать свое тело, а потому в процессе эволюции у них не возник механизм ограничения роста. В этом отношении рост рыб сходен с ростом многолетних растений.

Рост рыб на протяжении всей жизни происходит за счет увеличения числа функциональных единиц в их органах и тканях, т.е. в структурах, клетки которых у более высоко организованных животных перестают делиться на относительно ранней стадии жизни. Так, у рыб по мере роста добавляются новые клетки в головном мозге и новые палочки и колбочки в сетчатке глаз; возможна также дифференцировка дополнительных мышечных волокон в сердечной и скелетных мышцах. Кости у рыб растут за счет отложения на их поверхности нового материала. По мере увеличения челюстей на них вырастают как совершенно новые зубы, так и замещающие утраченные. Чешуи увеличиваются в результате добавления новых колец, а плавники удлиняются за счет формирования дополнительных сегментов на кончиках их костных лучей.

Многие животные в процессе развития претерпевают метаморфоз. При этом они получают возможность использовать на разных стадиях жизни разные местообитания и разную пищу. Например, у чешуекрылых личиночная стадия представлена листоядными гусеницами, а взрослая – бабочками, которые питаются нектаром, перелетая с цветка на цветок. На стадии куколки личиночные ткани постепенно разрушаются, а из скоплений недифференцированных клеток – т.н. имагинальных дисков – развиваются крылья и ноги. У лягушек из икры вылупляются растительноядные головастики, которые вначале обитают в воде, а затем превращаются в наземных плотоядных животных, дышащих воздухом. Хвосты и жабры головастиков резорбируются [Приложение 1], а взамен развиваются ноги и легкие. У некоторых животных свойственная зародышу способность к развитию сохраняется во взрослом состоянии, обеспечивая регенерацию утраченных частей тела.

Таким образом, в отличие от растений, рост которых происходит путем удлинения и разрастания в стороны, большинство развивающихся животных растут за счет увеличения размеров каждого органа или ткани.

cyberpedia.su

Биологические особенности овощных культур - 4. Рост и развитие растений

Рост — это процесс образования клеток, тканей, органов, сопровождающийся увеличением размера, объема и массы растений. У растений идет формирование новых почек, листьев, побегов. При этом увеличиваются высота растений, толщина листьев, побегов. Иногда ростовые процессы протекают незаметно, например при хранении, когда у растений происходит процесс новообразования и дифференциации почек. В течение своей жизни растения проходят 10 фаз роста и развития.

Первая фаза — покоящееся семя, у которого сильно замедлены процессы жизнедеятельности.

Вторая фаза — набухание семени, которое активно поглощает влагу, рно увеличивается в объеме, в нем начинается активная деятельность ферментов, которые превращают сложные органические запасные питательные вещества в простые, доступные для зародыша. При этом идет процесс дыхания, поэтому семена нуждаются в доступе кислорода.

Третья фаза — прорастание семени. Начинает функционировать зародыш, образуется корешок, выходящий за пределы семенной оболочки. Прорастание происходит при определенной температуре. Семена редиса, салата, моркови, брюквы и других холодостойких растений прорастают при температуре 2...5°С; фасоли, сахарной кукурузы, клубни картофеля— при 8... 10 °С; огурца, кабачка, тыквы — при 12...15°С; дыни, арбуза, баклажана — при 16... 17 °С. При недостатке тепла набухшие семена не прорастают и могут загнить.

Четвертая фаза — всходы. Над поверхностью почвы появляются семядольные листочки. К этому времени запасы питательных веществ, находившиеся в семени, истощаются. Растение переходит на самостоятельное питание: листья усваивают углекислый газ из воздуха, а корни поглощают питательные вещества из почвы. Для успешной жизнедеятельности растению необходим комплекс условий — наличие влаги, воздуха, питательных веществ и света. В этой фазе определяющее значение имеет достаточная освещенность. При недостатке света растение может погибнуть.

Пятая фаза — рост листьев и корней. В этой фазе растение развивает мощную корневую систему и листовую поверхность, благодаря интенсивной деятельности которых происходит накопление питательных веществ в продуктовых органах вегетативного характера: корнеплодах, клубнях, луковицах, кочанах и др. Плодовые овощные растения в этот период накапливают в листьях и стеблях большое количество питательных веществ, необходимых для формирования генеративных органов.

Шестая фаза — рост стебля и боковых ответвлений. На их рост растение расходует большое количество питательных веществ, накопленных в продуктовых органах, а также образующихся в результате фотосинтеза и усвоения питательных веществ из почвы.

Образование стеблей и их ответвлений у плодовых овощных растений происходит одновременно с усиленным формированием ассимиляционного аппарата. Двулетние и многолетние овощные растения переходят к шестой фазе на второй год жизни, однолетние — в первый год.

У двулетних растений иногда наблюдается образование цветоносных стеблей в первый год жизни (стеблевание). То же может происходить и у однолетних растений, формирующих стебли еще до образования продуктовых органов (редис, салат, шпинат). Такие растения называют «выскочками».

Седьмая фаза — бутонизация, когда на растении образуются бутоны. В эту фазу происходит активный рост стеблей и листьев на появляющихся стеблях.

Восьмая фаза — цветение. Наступает после распускания бутонов. К этому времени процесс образования листьев и корней постепенно затухает. Происходит опыление цветков. После оплодотворения семяпочек лепестки цветков усыхают или опадают. У многих растений (огурец, тыква, арбуз, дыня, кабачок и др.) цветки опыляются пчелами.

Девятая фаза — рост плодов; характеризуется увеличением размера плодов вследствие разрастания оплодотворенной завязи. Одновременно с ростом плодов в них происходят формирование семян и накопление питательных веществ. К  концу  фазы   плоды  достигают   максимальных  размеров.

Десятая фаза — созревание плодов. При прохождении этой фазы плоды не увеличиваются в размерах, но в них происходят глубокие физиологические процессы. Семена приобретают характерную окраску и достигают полной спелости.

В зависимости от продолжительности периода индивидуальной жизни растения делят на три группы:

1.   Однолетние растения, у которых жизненные процессы от посева семян до формирования новых семян протекают за один год, после чего они отмирают. К этой группе относятся все растения из группы плодовых, а также салат, шпинат, редис, цветная и пекинская капуста, укроп и др.

2.   Двулетние овощные растения — в первый год формируют розетку листьев и вегетативные продуктовые органы (корнеплоды,    клубни,   луковицы,    кочаны,    стеблеплоды). Образование  цветоносных побегов,  плодов и семян у них происходит  на  второй  год жизни.  Для  этого  продуктовые органы,    или    маточники,    вместе    с    корнями    сохраняют в течение зимы в хранилищах или буртах, а на следующий год высаживают в поле. К двулетним культурам относятся белокочанная, савой-ская, брюссельская капуста, морковь, петрушка, сельдерей, репа, редька, брюква, свекла и др.

3.   Многолетние овощные растения — в первый год жизни формируют мощную корневую систему и листовую розетку. Образование продуктовых органов и семян у них происходит на    второй    или    третий    годы    жизни    и    продолжается в течение нескольких лет. К группе многолетних относятся щавель, ревень, спаржа, хрен, лук батун и др.

Деление овощных растений на однолетние, двулетние и многолетние носит условный характер. Если на родине (место происхождения растения) такие растения, как томат, перец, базилик, майоран, являются многолетними, то у нас они типичные однолетние растения.

Продолжительность жизни для некоторых видов является сортовым признаком. Например, большинство сортов редьки относится к двулетним, а сорта Ремо, Штутгартская, Одесская 5 образуют семена в первый год жизни и поэтому их следует считать однолетними.

Активная жизнедеятельность овощных растений, протекающая в летний период, сменяется переходом в состояние покоя при наступлении холодной погоды и сокращении длины светового дня. При этом жизненные процессы (дыхание, фотосинтез, транспирация, или испарение воды листьями) постепенно затухают. При переходе в состояние покоя в клетках происходят глубокие изменения: уменьшается количество влаги, протоплазма клеток становится более вязкой, простые органические вещества превращаются в более сложные и откладываются в запас и т. д. Способность растений переходить в состояние покоя позволяет им переносить неблагоприятные условия, складывающиеся при смене времен года.

Однолетние овощные растения переходят в состояние покоя при созревании семян, из которых при благоприятных условиях могут сформироваться новые растения. Двулетние растения способны переходить в состояние покоя также и после образования органов запаса — корнеплодов, клубней, луковиц, корневищ, кочанов, которые являются продуктовыми органами (овощами).

При глубоком покое растения не могут вегетировать даже при благоприятных условиях. Например, у картофеля глазки не пробуждаются, если клубни сразу после выкопки посадить в теплицу, в течение трех-четырех месяцев. В хранилище клубни приобретают способность к прорастанию в январе — марте, но не прорастают вследствие низкой температуры. Период, когда растения способны к прорастанию, но условия этому не благоприятствуют, принято называть периодом вынужденного покоя.

Человек с помощью агротехники или воздействуя на растения химическими веществами может управлять процессами перехода в состояние покоя или выхода из него. Для ускорения перехода в состояние покоя прекращают поливы, уменьшают азотное питание, подрезают корневую систему. Для вывода растений из состояния покоя применяют теплые ванны (40 °С) для луковиц репчатого лука при выгонке на зеленый лист; клубни картофеля обрабатывают растворами химических веществ (тиомочевина, этиленхлоргидрин, роданистый натрий), воздействуют стимуляторами роста»— гетероауксином, гиббереллином, этрелом. Необходимость быстрейшего выхода растений из состояния покоя бывает при выращивании семян у двулетних растений. С этой целью маточники прикапывают на утепленных площадках за 15—20 дней до высадки на постоянное место. Применяя подращивание маточников, можно добиться созревания семян у растений с длинным вегетационным периодом.

Для перехода растений к образованию плодов и семян в точках роста должны произойти качественные изменения.

Ведущими факторами, определяющими эти изменения, являются тепло и свет.

Под воздействием тепла растения проходят температурную стадию, называемую чаще всего яровизацией. Она начинается после прорастания семени.

У холодостойких растений (капуста, салат, все корнеплодные растения, шпинат и др.) яровизация протекает при температуре 1...5°С, у репчатого лука — при 2...18°С. Чтобы ускорить формирование плодов и семян у этих растений, маточники в течение определенного времени необходимо хранить при указанной температуре. Если же таких условий не будет, растения не перейдут к образованию стеблей, цветков и семян. Это свойство растений используют при вегетативном размножении репчатого лука. С этой целью луковицы, предназначенные для посадки, хранят при температуре, при которой процесс яровизации пройти не может (—1... + 1 °С или выше 18 °С).

У теплолюбивых культур (огурец, томат, фасоль) яровизация протекает при температуре, которая является благоприятной для роста.

Вторая стадия развития называется световой. Это реакция растений на продолжительность светлого и темного периодов суток. Растения, которые быстро развиваются, т. е. переходят к формированию органов плодоношения при световом дне более 12 часов, называются растениями длинного дня. К ним относятся салат, все корнеплодные растения, капуста, шпинат и др. При выращивании в условиях короткого дня (меньше 12 часов в сутки) образование цветоносных стеблей и стрелок у них задерживается. Это часто можно наблюдать при выращивании редиса, салата, шпината в парниках, укрываемых на ночь матами, что искусственно сокращает световой день до 8—10 часов. Такая же картина наблюдается при выращивании редиса в осенний период в Закавказье, где температура в этот период благоприятная для роста растений, а световой день короткий.

По отношению к длине дня существует группа нейтральных растений, которые не реагируют на длину светового периода. По данным некоторых авторов, к группе нейтральных растений относятся арбуз и баклажан.

Продолжительность прохождения стадийных изменений у растений бывает различная. У короткостадийных изменения происходят за 6—10 (салат, редис, шпинат), у длинно-стадийных— за 120 и более суток (морковь, петрушка, сельдерей, поздние сорта капусты, брюква и др.). Промежуточное положение занимают столовая свекла, репчатый лук, репа, редька и др.

Продолжительность вегетационного периода, сроки наступления цветения и плодоношения у однолетних, двулетних и многолетних растений зависят от скорости прохождения ими отдельных периодов роста и развития. Изменяя почвенно-климатические условия и способы культуры, можно удлинять или укорачивать жизнь растений.

Влиянием продолжительности температурной и световой стадий объясняется образование цветоносных стеблей (стеблевания) у двулетних растений в первый год их выращивания, а также задержка появления цветоносов при семеноводстве двулетних овощных растений после высадки маточных растений в поле. Понимание биологической сущности процессов, протекающих в растениях, позволяет овощеводу управлять ростом и развитием растений.

Рост и развитие проходят одновременно, но с различной скоростью.

Соотношение между ростом и развитием овощных растений проявляется по-разному. Здесь может быть четыре случая:

1.   Быстрый рост и быстрое развитие. Наблюдаются обычно у овощных растений из группы плодовых, когда растения быстро развивают вегетативную массу и переходят к плодоношению.

2.   Быстрый рост и медленное развитие. Необходимы при выращивании продуктового органа вегетативного характера (корнеплод, луковица, стеблеплод и т. д.).

3.   Медленный рост и быстрое развитие.  Наблюдаются при неблагоприятных условиях, например при засухе. Растения,   не   сформировав   продуктового   органа,   переходят   к стеблеванию.

4.   Медленный рост и медленное развитие. Такие условия создают при консервации рассады, когда ее содержат в теплицах до наступления более благоприятных условий освещения   при   пониженной   температуре   и   ограниченном   водоснабжении.

Требования овощных растений к условиям произрастания. Для нормального роста и развития растения необходимо обеспечить теплом, светом, влагой и питательными элементами. Продуктивность овощных культур зависит от наличия всех перечисленных факторов, но на каждом этапе жизненного цикла растения определяющим является тот, который находится в минимуме, и недостаток которого будет определять величину урожайности.

vedlozero.ru

Рост и развитие растительного организма

Рост растения

В отличие от всех других живых существ растения растут на протяжении всей своей жизни.

Выдающийся отечественный ученых К.А. Тимирязев написал: "Наиболее выдающаяся черта в жизни растения заключается в том, что оно растет: на это указывает самое название его".

Жизнь цветкового растения начинается с образования зиготы, из которой вскоре развивается зародыш семени. При прорастании из семени образуется маленький проросток растения. При благоприятных условиях он быстро растет, увеличивая подземную и надземную части. Благодаря деятельности корней и побегов с листьями растение быстро наращивает вегетативную массу тела.

Прожив какое-то время, растение умирает от старости. За период от прорастания семени и до старости растительный организм растет, увеличиваясь в размерах.

Рост — это необратимое увеличение размеров и массы организма, связанное в том числе с появлением у него новых частей (клеток, тканей, органов). Рост выражает количественные изменения тела растения.

Рост растения происходит на всех этапах его жизни. Он обусловлен не только сложными процессами обмена веществ, происходящими в органах, тканях и клетках растения, но и условиями, в которых произрастает это растение.

Основным способом увеличения размеров растения (его роста) является деление клеток в зонах роста и последующее из растяжение.

С помощью роста в длину корень продвигается в почве, и место всасывания питательных веществ все время меняется. В этом характерная особенность растений, которые (в отличие от животных) являются прикрепленными к одному и тому же месту. Именно вследствие роста корней растение находит достаточно пищи в почве (минеральные соли и воду) и "уходит" с того участка, куда через корни выделило ненужные ему продукты обмена веществ.

Также благодаря постоянному росту побегов (из верхушечных и боковых почек) растение увеличивает свое тело и при этом увеличивает охват нового пространства, где оно будет лучше и больше улавливать свет и углекислый газ, необходимые ему для жизни.

Растение увеличивается в размерах — растет. Вместе с тем оно меняет свои свойства, т. е. развивается.

Развитие растений

Качественное изменение в строении и жизнедеятельности живого организма и его частей называется развитием.

Развитие организма от зарождения (от зиготы) до естественной смерти выражается в изменении размеров и качественного состояния растения. У него реализуются свойства, присущие ему, с учетом условий среды обитания.

Преобразование организма от зарождения до конца его жизни называют индивидуальным развитием. В процессе индивидуального развития организма можно наблюдать все его возрастные изменения. При прорастании семени появляется проросток — это молодое растение. Когда растение начинает цвести и плодоносить, – это взрослое растение. А когда оно стареет, то перестает размножаться.

Все растения растут и развиваются по-своему и в зависимости от условий окружающей среды. В течение жизни растений реализуются их свойства. У однолетних зеленых растений жизнь длится один год, у многолетних — несколько лет. Так, продолжительность жизни секвойи составляет свыше 3000 лет, дуба — 1500 лет, капусты — 2 года, петунии — 1 год, а крупки весенней — 25-30 дней.

Рост и развитие растений тесно взаимосвязаны. Кроме того, протекание роста и развития зависит от условий окружающей среды.

blgy.ru

Смотрите также

• 
  Растение перловая крупа
• 
  Посадка аквариумные растения
• 
  3 классификация растений
• 
  Растения для палисадника
• 
  Растения для палисадника
• 
  Растения драцена уход
• 
  Кроссворд мир растений
• 
  Растения от формальдегида
• 
  Комнатное растение звезда
• 
  Звезда комнатное растение
• 
  Хищники растения названия